Evanalysis
5.1有來源支持1 互動檢查點

5.1 可逆矩陣

把逆矩陣、行化簡與非奇異的實際意義連接起來。

互動教材

MATH1030 互動教材

以互動為先的線性代數學習路徑,重點是運算、結構與理解。

章節 1

方程組

學習把方程讀成完整的解集。

章節 2

矩陣與消元

建立矩陣直覺,並有目的地使用行化簡。

章節 5

可逆性

理解甚麼情況下矩陣可以被反轉,以及這件事的重要性。

甚麼叫可逆

一個方陣如果有另一個矩陣可以把它「做返轉頭」,就叫可逆。 若 A 可逆,就存在 A^{-1},而且

AA1=A1A=I.AA^{-1} = A^{-1}A = I.

定義

可逆矩陣

可逆矩陣有逆矩陣,所以乘上它的逆之後,會回復到單位矩陣。

可以怎樣理解

可逆不只是符號上的關係。它表示這個矩陣的作用可以被反轉。 因此行化簡很有用:它可以幫你檢查矩陣能否化成單位矩陣。

例題

從行化簡讀出可逆性

假設一連串行變換把 A 變成 I。 那麼把同樣的操作做在 [A | I] 上,就會得到 [I | A^{-1}]

這就是之後課程中一直要做分塊行化簡的原因。

跟着下面的 [A | I] 例子一步一步看。真正重要的不是「做了很多步」,而是「左邊終於化成 I」那一刻。

邊讀邊試

用行化簡理解可逆性

互動示範讓你逐步把 [A | I] 化簡,直到左邊變成 I。

由 [A | I] 開始。若 A 可逆,行化簡會把左邊化成 I。

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234001

常見錯誤

常見錯誤

外表簡單不代表可逆

不要只憑外表猜。真正的測試,是能否把矩陣化成單位矩陣。

快速檢查

快速檢查

如果 `A` 可逆,`AA^{-1}` 是甚麼?

解答

答案

預備連結

這一頁依賴 2.3 高斯消元與最簡行階梯形

本單元重點詞彙

來源追蹤

reference/MATH1030/MATH1030-Notes.pdf (§5.1-§5.3)

reference/MATH1030/Practice Set 4_Invertible Matrix.pdf